Үзсэн: 0 Зохиогч: Сайтын редактор Нийтлэх хугацаа: 2025-10-29 Гарал үүсэл: Сайт
Нийлмэл тусгаарлагч нь уламжлалт керамик болон шилний сонголтуудыг сольж, цахилгаан дамжуулахад хувьсгал хийж байна. Гэхдээ юу тэднийг ийм үр дүнтэй болгодог вэ? Үүний нууц нь тэдний механик шинж чанарыг сайжруулдаг гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох цахиурт оршдог. Энэ нийтлэлээс та цахиур хэрхэн бэхжүүлдэг талаар мэдэх болно нийлмэл тусгаарлагч , эрэлт хэрэгцээтэй орчинд бат бөх, найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэх.
Нийлмэл тусгаарлагч нь ихэвчлэн үндсэн арматур бүхий полимер орон сууц, ихэвчлэн шилэн материалаар хийгдсэн цахилгаан тусгаарлагч юм. Эдгээр тусгаарлагч нь уламжлалт керамик эсвэл шилэн тусгаарлагчийг орлуулж, жин багатай, эвдрэлд тэсвэртэй, бохирдолтой орчинд гүйцэтгэлийг сайжруулдаг. Полимер материал нь маш сайн гидрофобик чанарыг хангадаг бол шилэн гол нь механик бат бөх чанарыг өгдөг. Тэд хамтдаа цахилгаан дамжуулах системд цахилгаан тусгаарлагч, механик дэмжлэгийг хоёуланг нь хангадаг.
Цахиур нь нийлмэл тусгаарлагчийн шинж чанарыг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь эдгээр тусгаарлагчийн давирхай эсвэл полимер матрицад дүүргэгч эсвэл нэмэлт болгон өргөн хэрэглэгддэг. Цахиур, ялангуяа нано бөөм эсвэл өөрчилсөн хэлбэр нь полимер матрицыг бэхжүүлснээр нийлмэл материалын механик бат бөх, бат бөх чанарыг сайжруулдаг. Түүний гадаргуугийн өндөр талбай, полимерүүдтэй химийн нийцтэй байдал нь механик ачааллын үед стрессийг үр дүнтэй дамжуулж, ан цавын тархалтаас сэргийлдэг бат бөх холбоос үүсгэхэд тусалдаг.
Цахиур нэмэх нь нийлмэл материалын бичил бүтцэд нөлөөлдөг. Энэ нь хоосон зайг дүүргэж, сүвэрхэг чанарыг бууруулдаг бөгөөд энэ нь зөвхөн материалыг бэхжүүлээд зогсохгүй хүрээлэн буй орчны доройтолд тэсвэртэй байдлыг сайжруулдаг. Жишээлбэл, утаатай цахиур нь цахиурын аэрогелийн матрицтай нийлж, шилэн утастай нягт холбогдож, механик болон тусгаарлах шинж чанарыг сайжруулдаг нягт, мезосүвэрхэг сүлжээ үүсгэдэг.
Цахиурыг нийлмэл тусгаарлагчид оруулах нь хэд хэдэн механик давуу талыг өгдөг.
Гулзайлтын хүчийг нэмэгдүүлсэн: Цахиурын тоосонцор нь нийлмэл материалын гулзайлтын хүчийг эсэргүүцэх чадварыг сайжруулдаг. Судалгаанаас үзэхэд бага хэмжээний цахиурын нано хэсгүүд нь гулзайлтын бат бэх, модулийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.
Өргөтгөсөн ачаалал даах чадвар: Өөрчлөгдсөн цахиурын боловсруулалт нь шахалтын болон гулзайлтын ачааллыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Жишээлбэл, 8% орчим өөрчлөгдсөн цахиурын агууламжтай нийлмэл материал нь өөрчлөгдөөгүй нийлмэл материалтай харьцуулахад 60% -иас илүү механик шинж чанарыг сайжруулж чаддаг.
Шилэн матрицын холболтыг сайжруулсан: Цахиур нь арматурын утас ба полимер матрицын хоорондох наалдацыг сайжруулж, стрессийг илүү сайн дамжуулж, эслэг тасрах, тасрах эрсдэлийг бууруулдаг.
Бутардаг хэврэгшил: Цахиур нь бичил хоосон зайг дүүргэж, илүү жигд матриц үүсгэснээр хэврэг байдлыг бууруулж, бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, нийлмэл материалд механик стрессийг цаг хугацааны явцад тэсвэрлэхэд тусалдаг.
Дулааны болон хүрээлэн буй орчны тогтвортой байдал: Цахиур агуулагдах нь дулааны эргэлт болон хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлсийн эсэргүүцлийг сайжруулж, механик бүрэн бүтэн байдлыг шууд бусаар дэмждэг.
Дүгнэж хэлэхэд, цахиур нь нийлмэл тусгаарлагчийг бэхжүүлээд зогсохгүй механик нөлөөлөлд тэсвэртэй, найдвартай байдлыг нэмэгдүүлдэг арматурын үүрэг гүйцэтгэдэг.
Цахиурын нано хэсгүүд нь цахиурын давхар ислийн жижиг хэсгүүд бөгөөд ихэвчлэн хэдхэн нанометрийн хэмжээтэй байдаг. Нийлмэл тусгаарлагчид нэмэхэд тэдгээр нь хүчирхэг арматурын үүрэг гүйцэтгэдэг. Жижиг хэмжээтэй, том гадаргуутай тул эдгээр хэсгүүд нь полимер матрицтай нягт харилцан үйлчилж, хүчтэй холбоо үүсгэдэг. Энэхүү харилцан үйлчлэл нь механик ачааллыг материалын хэмжээнд жигд хуваарилж, сул талуудыг багасгаж, ан цав үүсэхээс сэргийлдэг.
Гулзайлтын хүч гэдэг нь материалын гулзайлтын хүчийг эсэргүүцэх чадварыг илэрхийлдэг бол гулзайлтын модуль нь гулзайлтын үед түүний хөшүүн байдлыг хэмждэг. Нийлмэл тусгаарлагчийн давирхайн матрицад цахиурын нано хэсгүүдийг оруулах нь эдгээр хоёр шинж чанарыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Жингийн 0.2% - 0.5% хүртэл бага хэмжээгээр ч гэсэн мэдэгдэхүйц сайжруулалтад хүргэдэг. Жишээлбэл, туршилтын шүдний эслэгээр бэхжүүлсэн нийлмэл материалууд нь цахиурын нано бөөмсийг нэмсний дараа гулзайлтын бат бэхийг 50% хүртэл нэмэгдүүлсэн (жишээ нь өгөгдөл, баталгаажуулалтыг шаарддаг).
Энэхүү сайжруулалт нь нано хэсгүүд нь арматурын утас ба полимер матрицын хоорондох холбоог сайжруулдагтай холбоотой юм. Илүү сайн наалддаг нь утас нь илүү их ачаалалтай байдаг тул стрессийн үед эслэгийг задлах эсвэл сугалах эрсдлийг бууруулдаг. Цахиурын микроскопоор хийсэн зургуудад цахиурын нано бөөмс бүхий нийлмэл материалууд нь матрицад сайн шингэсэн эслэгийг харуулдаг нь нано бөөмсгүй нийлмэл материалаас ялгаатай нь утас амархан салдаг.
Нэмсэн цахиурын нано хэсгүүдийн хэмжээ маш чухал. Хэт цөөн тоосонцор нэмэх нь хангалттай хүч чадал өгөхгүй байж болох ч хэт олон тоосонцор нь асуудал үүсгэж болзошгүй. Илүүдэл нано хэсгүүд нь хоорондоо бөөгнөрөх хандлагатай байдаг бөгөөд энэ нь давирхайн зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлж, утасыг зөв шингээхэд хэцүү болгодог. Энэ нь дотоод согог үүсгэж, механик бат бөх чанарыг бууруулж чадна. Судалгаанаас харахад хамгийн сайн механик гүйцэтгэлийн хувьд жингийн 0.2% - 0.5% орчим нано бөөмийн агууламжийг санал болгож байна. Энэ хүрээнээс цааш ашиг тус нь өндөрлөг юмуу бүр буурдаг. Жишээлбэл, гурван багц утас бүхий шилэн материалаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалд цахиурын нано бөөмийн хэт их агууламж нь дунд зэргийн хэмжээтэй харьцуулахад гулзайлтын модулийг бага зэрэг бууруулдаг. Энэхүү тэнцвэр нь нийлмэл материал нь үйлдвэрлэлийн явцад бат бөх, ажиллах боломжтой хэвээр байх болно.
Дүгнэж хэлэхэд, цахиурын нано хэсгүүд нь шилэн матрицын холболтыг сайжруулж, гулзайлтын хүчийг эсэргүүцэх чадварыг сайжруулснаар нийлмэл тусгаарлагчийг бэхжүүлдэг. Нано бөөмсийн агуулгыг сайтар хянах нь материалын бүрэн бүтэн байдал, боловсруулалтыг алдагдуулахгүйгээр эдгээр ашиг тусыг дээд зэргээр нэмэгдүүлдэг.
Цахиурын аэрогель нь маш бага нягтралтай, сүвэрхэг нано бүтэцээрээ алдартай өвөрмөц материал юм. Энэ нь цахиурын жижиг хэсгүүдээс бүрдсэн сувдан зүүлт шиг сүлжээ үүсгэж, мезопор гэж нэрлэгддэг олон жижиг хоосон зайг үүсгэдэг. Энэ бүтэц нь хэт бага дулаан дамжуулалт, өндөр гадаргуугийн талбай, маш сайн оптик ил тод байдал зэрэг гайхалтай шинж чанаруудыг өгдөг. Гэсэн хэдий ч цахиурын аэрогель нь дангаараа хэврэг байх хандлагатай байдаг, учир нь түүний сүвэрхэг сүлжээ нь бөөмсийн хооронд хүчтэй холболтгүй байдаг.
Цахиурын аэрогелийг шилэн утастай хослуулан хэрэглэхэд механик бат бөх чанарыг олж авахын зэрэгцээ маш бага дулаан дамжуулалтыг хадгалах чадвартай нийлмэл материал үүсгэж болно. Гол нь цахиурын аэрогелийн тоосонцор нь утаатай цахиур зэрэг бусад цахиурын хэлбэрүүдтэй хэрхэн харьцаж байгаад оршдог. Утсан цахиур нь жижиг мезосүвэрхэг цахиурын аэрогелийн хэсгүүдийг нягт барьж чаддаг том нүхтэй (макро нүх) юм. Энэ нэгдэл нь том нүхний хэмжээг багасгаж, илүү нягт, хүчтэй цахиурын сүлжээг үүсгэдэг. Энэхүү нягт сүлжээ нь шилэн утаснуудыг сайтар бүрхэж, тэдгээрийг нягт холбож, тоос ялгарахаас сэргийлдэг. Үр дүн нь цэвэр аэрогельээс илүү сайн дулаалга төдийгүй гулзайлтын болон механик нөлөөллийг тэсвэрлэх чадвартай нийлмэл бүтээгдэхүүн юм. Жишээлбэл, утаатай цахиур нэмсэн нийлмэл материалууд нь 0.0194 Вт/(м·К) бага дулаан дамжуулалт, 0.58 МПа орчим гулзайлтын бат бэхийг харуулсан нь хөнгөн тусгаарлагч материалын хувьд гайхалтай юм.
Цахилгаан дамжуулахад ашигладаг нийлмэл тусгаарлагчийн хувьд цахиурын аэрогель/шилэн шилэн нийлмэл материал нь ирээдүйтэй шийдлийг санал болгодог. Эдгээр нь аэрогелийн сүвэрхэг бүтэцтэй тул цахилгааны маш сайн тусгаарлагчийг өгдөг бол шилэн утас болон хайлсан цахиурын сүлжээ нь механик бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг. Энэхүү хослол нь тусгаарлагчийг дулаан тусгаарлалтыг алдагдуулахгүйгээр хүрээлэн буй орчны хүнд нөхцөл, механик ачааллыг тэсвэрлэхэд тусалдаг. Ийм нийлмэл материалыг үйлдвэрлэхэд ихэвчлэн аэрогелийн нарийн бүтцийг хадгалдаг sol-gel процесс болон хэт чухал CO2 хатаах үйл ажиллагаа ордог. Утаатай цахиурын хэмжээг тохируулснаар үйлдвэрлэгчид механик хүч ба тусгаарлагчийн хоорондох тэнцвэрийг оновчтой болгож чадна. Судалгаанаас харахад 5-9% орчим утаатай цахиурын агууламжтай цахиурын аэрогель нийлмэл материалууд хамгийн сайн гүйцэтгэлтэй байдаг.
Дүгнэж хэлэхэд, цахиурын аэрогель нь арматурын утаснуудын эргэн тойронд нягт, мезосүвэрхэг цахиурын тор үүсгэж, нийлмэл тусгаарлагчийг сайжруулдаг. Энэхүү сүлжээ нь нийлмэл материалыг механикаар бэхжүүлж, дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг хэт бага байлгаж, дулаалгын дэвшилтэт хэрэглээнд тохиромжтой.
Өөрчлөгдсөн цахиур нь нийлмэл тусгаарлагчийн механик бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Цахиурын тоосонцор нь гадаргуугийн боловсруулалт эсвэл химийн өөрчлөлтөд хамрагдах үед полимер матрицтай илүү сайн холбогддог. Энэхүү илүү хүчтэй холболт нь цахиур ба нийлмэл материалын хоорондох стресс дамжуулалтыг сайжруулж, ан цав үүсэх сул цэгүүдийг багасгадаг. Судалгаанаас харахад өөрчлөгдсөн цахиур агуулсан нийлмэл материалууд нь өөрчлөгдөөгүй цахиур агуулсан нийлмэл материалтай харьцуулахад шахалтын бат бэх, гулзайлтын ачаалал, давхаргын зүсэлтийн бат бөх чанарыг харуулдаг.
Жишээлбэл, эпокси давирхайн нийлмэл материалд өөрчлөгдсөн цахиур нэмэх нь шахалтын ачаалал болон гулзайлтын хүчийг эрс нэмэгдүүлдэг. Нэг судалгаагаар өөрчилсөн цахиургүй нийлмэл материалтай харьцуулахад 8%-ийн цахиурын агууламжтай үед шахалтын ачаалал 68%-иар, гулзайлтын ачаалал бараг 195%-иар, давхаргын зүсэлтийн бат бэх 176%-иар өссөн болохыг тогтоожээ (жишээ мэдээлэл; нэмэлт баталгаажуулалт шаардлагатай). Энэ нь гадаргуугийн боловсруулалт нь цахиурын тоосонцорыг бэхжүүлэх нөлөөг хэрхэн сайжруулж байгааг харуулж байна.
Нийлмэл найрлагад нэмсэн өөрчлөгдсөн цахиурын хэмжээ маш чухал. Хэт бага цахиур нь хангалттай хүч чадал өгөхгүй, харин хэт их хэмжээ нь бөөмийн бөөгнөрөл болон муу тархалтад хүргэдэг. Энэ нь стрессийг төвлөрүүлэх цэгүүд болон механик шинж чанар сулрахад хүргэдэг. Судалгаанаас харахад өөрчлөгдсөн цахиурын массын 5-8% орчим байх нь хамгийн тохиромжтой. Энэ хүрээнд нийлмэл материал нь шахалтын бат бэх, гулзайлтын ачаалал, зүсэлтийн бат бэхийн хамгийн сайн тэнцвэрт байдалд хүрдэг. Үүнээс гадна цахиурын илүүдэл нь боловсруулалтын хүндрэл, дотоод согогийг үүсгэдэг тул механик шинж чанар буурах хандлагатай байдаг.
Өөрчлөгдсөн цахиур нь нийлмэл материалд өөрчлөгдөөгүй цахиураас илүү байдаг. Өөрчлөгдөөгүй цахиурын тоосонцор нь ихэвчлэн полимер матрицтай таарамж муутай байдаг тул тэдгээрийн хоорондын холбоо сул байдаг. Энэ нь стрессийг үр дүнтэй дамжуулж, механик бат бөх чанарыг бууруулдаг. Үүний эсрэгээр гадаргуугийн өөрчлөлт, тухайлбал, силан эмчилгээ нь цахиурын химийн нийцэмжийг сайжруулдаг. Энэ нь цахиурын тоосонцор ба полимер гинж хоорондын наалдацыг сайжруулж, илүү жигд, хатуу нийлмэл бүтцийг бий болгодог. Өөрчлөгдөөгүй цахиурын нийлмэл материалтай харьцуулахад өөрчлөгдсөн цахиуртай нь гулзайлтын бат бөх чанар, бат бөх чанар зэрэг механик шинж чанараараа ихээхэн нэмэгддэг.
Цахиур нь механик бат бөх, бат бөх чанарыг сайжруулснаар нийлмэл тусгаарлагчийг ихээхэн сайжруулдаг. Полимер матрицыг бэхжүүлж, шилэн матрицын холболтыг сайжруулахад түүний үүрэг чухал юм. Ирээдүйд нийлмэл материалыг улам боловсронгуй болгохын тулд гадаргуугийн дэвшилтэт өөрчлөлт, оновчтой цахиурын бүтцийг багтаасан болно. JD-Electric нь цахиурын ашиг тусыг дээшлүүлдэг шинэлэг нийлмэл тусгаарлагчийг санал болгож, дээд зэргийн механик шинж чанар, найдвартай байдлыг хангадаг. Эдгээр дэвшилтүүд нь JD-Electric-ийн бүтээгдэхүүнүүд нь эрчим хүч дамжуулах системд онцгой үнэ цэнийг бий болгож, илүү хүчтэй, удаан эдэлгээтэй шийдлийн салбарын хувьсан өөрчлөгдөж буй эрэлт хэрэгцээг хангаж өгдөг.
Х: Нийлмэл тусгаарлагч нь уламжлалт тусгаарлагчтай харьцуулахад хөнгөн жинтэй, эвдрэлд илүү сайн тэсвэртэй, шилэн цөмтэй полимер орон сууцаар хийгдсэн цахилгаан тусгаарлагч юм.
Х: Цахиур нь полимер матрицыг бэхжүүлж, механик бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, хэврэг байдлыг бууруулж, байгаль орчны доройтолд тэсвэртэй байдлыг сайжруулснаар нийлмэл тусгаарлагчийг сайжруулдаг.
Х: Цахиурын нано хэсгүүд нь нийлмэл тусгаарлагчийн шилэн матрицын холбоо болон гулзайлтын бат бөх чанарыг сайжруулж, боловсруулалтын асуудалгүйгээр механик гүйцэтгэлийг оновчтой болгодог.
Хариулт: Цахиурын исэл механик шинж чанарыг сайжруулдаг ч хэт их хэрэглээ нь боловсруулалтын хүндрэл, болзошгүй согогоос шалтгаалан үйлдвэрлэлийн зардлыг нэмэгдүүлдэг.
Х: Өөрчлөгдсөн цахиур нь полимер матрицтай илүү сайн холбогддог бөгөөд энэ нь нийлмэл тусгаарлагч дахь өөрчлөгдөөгүй цахиуртай харьцуулахад илүү сайн механик бат бөх чанарыг бий болгодог.
